如图所示,质量为m、边长为L的正方形线框,在竖直平面内从有界的匀强磁场上方由静止自由下落.线框电阻为R,匀强磁场的宽度为H(L<H),磁感应强度为B.线框下落过程中ab边始终与磁场边界平行且水平.已知ab边刚进入磁场和刚穿出磁场时线框都立即做减速运动,且瞬时加速度大小都是,求:
(1)ab边刚进入磁场与ab边刚出磁场时的速度大小;
(2)线框进入磁场的过程中产生的热量.
如图所示,在匀强电场中建立直角坐标系xoy,y轴竖直向上,一质量为m、电荷量为+q的微粒从x轴上的M点射出,方向与x轴夹角为θ,微粒恰能以速度v做匀速直线运动,重力加速度为g。
(1)求匀强电场场强E的大小及方向;
(2)若再叠加一圆形边界的匀强磁场,使微粒能到达x轴上的N点,M、N两点关于原点o对称,,微粒运动轨迹也关于y轴对称。己知所叠加磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直xoy平面向外。求磁场区域的最小面积S及微粒从M运动到N的时间t。
如下图所示,长为L平台固定在地面上,平台的上平面光滑,平台上放有小物体A和B,两者彼此接触。物体A的上表面是半径为R(R<<L)的光滑半圆形轨道,轨道顶端有一小物体C,A、B、C的质量均为m。现物体C从静止状态沿轨道下滑,已知在运动过程中,A、C始终保持接触。试求:
(1)物体A和B刚分离时,物体B的速度。
(2)物体A和B刚分离后,物体C所能达到距台面的最大高度。
(3)判断物体A从平台左边还是右边落地并简要说明理由。
如图所示,以O为原点建立平面直角坐标系Oxy,沿y轴放置一平面荧光屏,在y>0,0<x<0.5m的区域有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁场的磁感应强度大小B=0.5T。在原点O放一个开有小孔粒子源,粒子源能同时放出比荷为q/m=4.0×106kg/C的不同速率的正离子束,沿与x轴成30o角从小孔射入磁场,最后打在荧光屏上,使荧光屏发亮。入射正离子束的速率在0到最大值vm=2.0×106m/s的范围内,不计离子之间的相互作用,也不计离子的重力。
(1)求离子从粒子源放出到打到荧光屏上所用的时间;
(2)求离子打到荧光屏上的范围;
(3)实际上,从O点射入的正离子束有一定的宽度,设正离子将在与x轴成30o~60o角内进入磁场,则某时刻(设为t=0时刻)在这一宽度内向各个方向射入各种速率的离子,经过×10-7s时这些离子可能出现的区域面积是多大?
如下图中甲所示为传送装置的示意图,绷紧的传送带长度L=2.0m,以v=3.0m/s的恒定速率运行,传送带的水平部分AB距离水平地面的高度h=0.45m。现有一行李箱(可视为质点)质量m=10kg,以v0=1.0m/s的水平初速度从A端滑下传送带,被传送到B端时没有被及时取下,行李箱从B端水平抛出,行李箱与传送带间的动摩擦因数=0.20.不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2.
(1)求行李箱从传送带上A端运动到B端过程中摩擦力对行李箱冲量的大小;
(2)若传送带的速度v可在0~5.0m/s之间调节,行李箱仍以v0=1.0m/s的水平初速度从A端滑上传送带,且行李箱滑到B端均能水平抛出。请你在图乙中作出行李箱从B端水平抛出到落地点的水平距离x与传送带速度v的关系图象(要求写出作图数据的分析过程)
如图所示,倾角=30o、宽度L=1m的足够长的U形平行光滑金属导轨固定在磁感应强度B=1T,范围足够大的匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向下。用平行于轨道的牵引力拉一根质量m=0.2kg、电阻R=1
放在导轨上的金属棒ab,使之由静止沿轨道向上运动,牵引力做功的功率恒为6W,当金属棒移动2.8m时,获得稳定速度,在此过程中金属捧产生的热量为5.8J,不计导轨电阻及一切摩擦,取g=10m/s2.求:
(1)金属棒达到稳定时速度是多大?
(2)金属棒从静止达到稳定速度时需要的时间多长?